塑料紧固件、水管中塑料紧固件开裂、水管泄漏检测方案(红外光谱仪)

thermoscientific 简介 使用高分子聚合物材料制造高质量产品，需要仔细考虑其功能和环境条件。红外光谱在塑料表征方面具有很高的应用价值，使其成为科学家和工程师非常重要的一种分析工具，可以广泛应用于产品生产的各个阶段，包括产品的设计、制造和故障分析等。红外分析在高分子聚合物材料中的常见应用包括： ·材料识别和验证 ·共聚物和混合物评估 ·添加剂识别和定量分析 ·污染物识别分子降解评估 图1： Thermo Scientific Nicolet Summit 傅里叶变换红外光谱仪及Everest 金刚石ATR附件 ientifY 图2：ATR附件示意图 衰减全反射(ATR)是红外测试的常用采用方式之一，图2所示是ATR附件示意图。ATR是一种表面分析技术，无需破坏样品，不到一分钟的时间内就可以完成样品分析，使其成为一种非常快速的筛选技术。金刚石晶体坚固耐磨，不易产生划痕。 案例研究：塑料紧固件开裂-选材错误 塑料紧固件用于将器具组合在一起，其强度要求高，但又不能太脆。在本案例中，紧固件在使用过程中随着时间的推移而开裂。观察到的破坏特征表明，部件在受到载荷应力下，裂纹增长缓慢或蠕变破裂。 经过进一步调查确认，故障零件似乎来自同一生产批次。 这些部件由聚丙烯共聚物树脂注塑成型。先前生产运行良好的部件可用作对比。使用金刚石ATR对故障和对照部件进行快速扫 thermoscientific 描，得到图3最上面的两个光谱。与图中下部的聚丙烯和聚乙烯的参考光谱对比，证实了故障和对照部件是这两种材料的共聚物。 图3：对照部件和故障部件的光谱与纯聚乙烯和聚丙烯的参考光谱 然而如图4所示，对碳氢化合物伸缩振动吸收区域进行更深入的研究，可以得到更详细的信息。故障部件中聚乙烯与聚丙烯的比例明显高于对照部件。聚乙烯量相对较高产生的部件不如预期的那样坚硬，其在长期应力下更容易变形和开裂。 图4：故障部件在烃类伸缩振动区域显示出更强的聚乙烯特性 案例研究：水管泄漏-降解 对使用过程中发生泄漏的塑料管材进行分析检测。该水管是用来给冰箱供水的，泄漏导致了严重的财产损失。这种管材通常采用低密度聚乙烯(LDPE)生产而成。 检测发现水管存在单一贯通裂缝和多处横向局部裂缝。如图5所示，裂缝表现出脆性断裂的特征，并沿水管内径管壁产生裂纹，且在裂化区有局部变色。观察到的特征表明，裂纹缓慢增长机制与局部弯曲载荷和内部压力有关。 图5：油管出现一系列平行的横向裂缝，具有脆性断裂特征 采用金刚石ATR测试没发生裂解的管材，得到的结果与聚乙烯树脂的特性基本一致。对裂纹附近的内径面进行分析，不仅得到了聚乙烯的特性，同时也有羰基吸收出现。在1715、1740cm-1处的吸收与羧酸和酯有关，结果如图6所示，这些吸收通常是聚烯烃树脂氧化所致。聚乙烯与含氯的市政供水接触而遭到氧化，由氧化引起的分子降解导致管材料机械完整性显著降低，加上内部压力，使水管内产生裂缝。 图6：破坏位置的红外光谱表征显示了与聚乙烯树脂降解有关的羰基吸收峰 结论 在聚合物表征中红外光谱是一种非常实用的工具，金刚石ATR附件可以快速样品采集，可以有效地应用于产品的设计、制造和故障分析等各个环节。 ( 服务热线：8008 10 5 1 18/400 6 50 5118 ) ( 中文网站： ww w .thermofish e r.comE- m ail 地 址： s ales. m sd@thermofis h er.com ) SCIENTIFIC SCIENTIFICThermo Fisher Scientific Inc. 及其子公司的资产，除非另有指明。 衰减全反射（ATR）是红外测试的常用采用方式之一。ATR是一种表面分析技术，无需破坏样品，不到一分钟的时间内就可以完成样品分析，使其成为一种非常快速的筛选技术。金刚石晶体坚固耐磨，不易产生划痕。